NO754007L

NO754007L -

Info

Publication number: NO754007L
Application number: NO754007A
Authority: NO
Inventors: Faat Khatovich Nabiullin
Original assignee: Faat Khatovich Nabiullin
Priority date: 1974-12-24
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1976-06-25
Also published as: DE2555000C3; US4042761A; FR2296274A1; GB1476080A; JPS5281519A; DD122008A1; JPS5631706B2; AU8717675A; DE2555000A1; FR2296274B1; SE7514633L; YU307875A; IT1060810B; ATA969075A; DK590775A; FI753564A; DE2555000B2; YU36243B; CA1048603A; BR7508521A

Description

Kjemisk strømkilde og fremgangsmåte for oppbygging av denne. Chemical power source and method for building it up.

Oppfinnelsen vedrører kjemiske strømkilder og en fremgangsmåte for oppbygging av disse. The invention relates to chemical current sources and a method for building them up.

Strømkilden ifølge foreliggende oppfinnelse kan be-nyttes som kraftkilde for forskjellige typer elektrisk hushold-ningsutstyr, innbefattende radioer, båndspillere, elektromeka-nisk leketøy, lommelykter, lommekalkulatorer, blitslys etc. The power source according to the present invention can be used as a power source for various types of electrical household equipment, including radios, tape players, electromechanical toys, flashlights, pocket calculators, flashlights, etc.

I de senere år har det vært en tendens mot å er-statte Lechlanché-celler med alkaliske mangansinkceller som strømkilder, med deres forbedrede elektriske'egenskaper og med redusert forbruk av aktive materialer. En barriere for denne tendens har imidlertid vært den kompliserte oppbygging og den tid som er nødvendig med omhyggelig arbeide for å fremstille '. slike alkaliske strømkilder. In recent years there has been a tendency towards replacing Lechlanché cells with alkaline manganese zinc cells as current sources, with their improved electrical properties and with reduced consumption of active materials. A barrier to this tendency, however, has been the complicated structure and the time required for careful work to produce '. such alkaline power sources.

F. eks. blir i velkjente kjemiske strømkilder kontakten mellom den negative elektrodeflik og lokket, til kilden tilveiebragt ved sveising, lodding eller sammennagling. Hvis kontakten oppnås ved ganske enkelt å presse dem mot hverandre, gjøres dette ved hjelp av fjærer, gummielementer etc. For example in well-known chemical power sources the contact between the negative electrode tab and the lid is provided to the source by welding, soldering or riveting. If the contact is achieved by simply pressing them against each other, this is done with the help of springs, rubber elements, etc.

I kombinasjon med andre komponenter og innretninger gjør de foran nevnte trekk den kjemiske strømkilde lekkasje-tett, slik at det unngås enhver lekkasje av elektrolytt, men det sørges for at gassene kan unnvike. På den annen side be-virker disse trekk en komplisert oppbygging .ok fremstilling a<y>strømkildene og følgelig får man høye produksjonsomkostninger. In combination with other components and devices, the aforementioned features make the chemical power source leak-proof, so that any leakage of electrolyte is avoided, but it is ensured that the gases can escape. On the other hand, these features result in a complicated build-up and production of the power sources and consequently high production costs.

Det. er kjent en kjemisk strømkilde som omfatter en positiv elektrode og' en negativ elektrode som er. koaksialt anordnet, i et. hus og adskilt av et ioneledende diafragma, idet en tapp på den negative elektrode og et metallokk som er i kontakt med sistnevnte og som er. utstyrt med hull dekkes av plastmaterialet -til en pkkning med. en avtettende kobling. The. is known a chemical current source which comprises a positive electrode and a negative electrode which is. coaxially arranged, in a housing and separated by an ion-conducting diaphragm, being a pin on the negative electrode and a metal lid which is in contact with the latter and which is. equipped with holes are covered by the plastic material - for packing with. a sealing coupling.

Ved kilder av denne type oppnås kontakt mellom tappen til den negative elektrode og metallokket ved ganske enkelt å presse en av komponentene mot den andre. Ved kilder av denne type må det tilveiebringes anordninger for frigivning av gassene,, idet kildene er avtettet. slik at det ikke er noen elektrolytt lekkas je . In sources of this type, contact is achieved between the pin of the negative electrode and the metal cap by simply pressing one of the components against the other. In the case of sources of this type, devices must be provided for releasing the gases, as the sources are sealed. so that there is no electrolyte leakage.

Gassene biir frigitt gjennom området ved forbindel-sen mellom tappen og koblingen, deretter gjennom åpningen mellom lokket og pakningen og til slutt til atmosfæren gjennom hull i metallokket. The gases are released through the area at the connection between the pin and the coupling, then through the opening between the lid and the gasket and finally to the atmosphere through holes in the metal lid.

Det er også kjent en fremgangsmåte for oppbygging av en kjemisk strømkilde av den ovenfor nevnte type, hvor det i huset til strømkilden er plasert en positiv elektrode, en negativ elektrode, et ioneledende diafragma av fortykket elektrolytt og en tapp på den negative elektrode,, hvoretter det an-ordnes et metallokk med en plastpakning og en avtettende kobling, hvilket lokk er i kontakt med den negative elektrodetapp, hvoretter kilden til slutt avtettes ved nedvalsing av husets kanter.. A method is also known for building up a chemical current source of the above-mentioned type, where a positive electrode, a negative electrode, an ion-conducting diaphragm of thickened electrolyte and a pin on the negative electrode are placed in the housing of the current source, after which a metal lid with a plastic gasket and a sealing coupling is arranged, which lid is in contact with the negative electrode pin, after which the source is finally sealed by rolling down the edges of the housing..

Forholdet mellom diameteren for koblingens hull og diameteren til tappen er. mindre enn 1 (f. eks. 0,8 : 1), slik at koblingen passer tett over. tappen. Dette betyr at et visst overtrykk er nødvendig for frigivning av gassene fra kildens hus. Dette trykk må være i størrelsesordenen 1 : 3 atm. The ratio between the diameter of the hole of the coupling and the diameter of the pin is. less than 1 (e.g. 0.8 : 1), so that the coupling fits snugly over. the pin. This means that a certain overpressure is necessary to release the gases from the source's housing. This pressure must be in the order of 1 : 3 atm.

Størrelsen til trykk som kreves for gjennomføring av gassene gjennom koblingen avhenger av flere faktorer innbefattende materialet i koblingen, støpebetingelsene og forandringer i egenskapene for materialet, i løpet av lagringen. The amount of pressure required to pass the gases through the coupling depends on several factors including the material of the coupling, the casting conditions and changes in the properties of the material during storage.

Følgelig kan gassene bli frigitt fra kildens hus, særlig i tilfelle ay en lang lagring, ved trykk som er noe i overkant av det forutbestemte eller opprinnelige trykk. Consequently, the gases may be released from the housing of the source, especially in the case of long storage, at pressures somewhat in excess of the predetermined or original pressure.

I løpet av en lang lagring av den kjemiske strøm-kilde vil også alkali trenge gjennom mikrokanaler i den avtettende kobling og komme i kontakt med luften og mettes med karbondioksyd i luften. During a long storage of the chemical current source, alkali will also penetrate through microchannels in the sealing coupling and come into contact with the air and be saturated with carbon dioxide in the air.

Mikrokanalene blir gradvis tiltettet av karbonatene, og trykket, inne i kilden øker. Overtrykk i huset presser metall-lokket. bort fra den negative elektrodetapp, slik at det etter hvert ikke blir noen kontakt mellom dem mer. The microchannels are gradually clogged by the carbonates, and the pressure inside the source increases. Excess pressure in the housing presses the metal lid. away from the negative electrode pin, so that eventually there is no more contact between them.

Som det allerede er nevnt ovenfor er den negative elektrodetapp tett innsatt i koblingen for å forhindre lekkasje av alkali. Pakningen med avtetningskoblingen er fremstilt av polyetylen. Tappen til den negative elektrode er fremstilt av stål og tinnbelagt. Friksjonskoeffisienten mellom disse materialer er temmelig høy. Som et resultat blir tappen ikke ført gjennom koblingen, men blir bare innsatt i noen grad i sist-nevntes hull og er i kontakt med lokket bare på grunn av det trykk som utøves på lokket ved nedvalsing av kantene til huset. Koblingen blir sammentrykket langs sin akse, og det sammentrykkede materiale har en tendens til å bevege tappen bort fra lokket. As already mentioned above, the negative electrode tab is tightly inserted into the coupling to prevent leakage of alkali. The gasket with the sealing coupling is made of polyethylene. The pin for the negative electrode is made of steel and coated with tin. The coefficient of friction between these materials is quite high. As a result, the pin is not passed through the coupling, but is only inserted to some extent in the latter hole and is in contact with the cap only because of the pressure exerted on the cap by rolling down the edges of the housing. The coupling is compressed along its axis, and the compressed material tends to move the pin away from the cap.

Når den negative elektrodetapp er anbragt på plass, kan store sinkpartikler komme inn under den. I tidens løp blir disse partikler enten oppmalt eller oppløses i den alkaliske oppløsning. Som et resultat av dette blir tappens plaser-ing mer løs, og under trykket fra det. sammentrykkede materiale i koblingen beveges tappen bort fra lokket, slik at kontakten mellom disse to deler brytes. When the negative electrode pin is in place, large zinc particles can get under it. Over time, these particles are either ground up or dissolved in the alkaline solution. As a result, the placement of the pin becomes more loose, and under the pressure from it. compressed material in the coupling, the pin is moved away from the lid, so that the contact between these two parts is broken.

Dessuten har de kjente fremgangsmåter for sammensetning av kjemiske strømkilder av kjent type ofte ført til en skrapning og rivning ved koblingens vegg når tappen til den negative elektrode innsettes i koblingen. Med andre ord vil det i veggen til koblingen fremkomme mikrokanaler gjennom hvil-ke alkali kan nå lokket til strømkilden. Slike mikrokanaler kan også frembringes ved støpingen av koblingen. Dessuten kan tappen til den negative elektrode ha mikrohull og innsnitt, fordi tinnbelegget er. mikroporøst. Moreover, the known methods for the composition of chemical current sources of a known type have often led to a scraping and tear at the wall of the connector when the pin of the negative electrode is inserted into the connector. In other words, microchannels will appear in the wall of the connection through which alkali can reach the lid of the power source. Such microchannels can also be produced by casting the coupling. Also, the pin of the negative electrode may have microholes and incisions, because the tin coating is. microporous.

De foran nevnte faktorer kan medføre en inntrengning av alkali i gapet mellom koblingen og den negative elektrodetapp. Søm et resultat når alkali frem til lokket, særlig i området ved kontakten mellom tappen og lokket.. Dannelsen av kar-bonater mellom den negative elektrodetapp og lokket kan også bryte den elektriske kontakt mellom disse deler. The factors mentioned above can lead to the penetration of alkali into the gap between the connection and the negative electrode pin. As a result, alkali reaches the lid, especially in the area of contact between the pin and the lid. The formation of carbonates between the negative electrode pin and the lid can also break the electrical contact between these parts.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveie-bringe en utforming av en kjemisk strømkilde og en fremgangsmåte for roppb y g gi ngen. \ av strømkilden, som vil sikre en pålitelig kontakt mellom lokket og den negative elektrodetapp, forhindre "lekkas je" alr~aTkali"~ f:ra "kiTdenT, f orbedre_ ytelsen og . for- lenge levetiden' til kilden, mens det samtidig skal oppnås en enklere konstruksjon til lavere produksjonskostnader. The purpose of the present invention is to provide a design for a chemical current source and a method for generating the current. \ of the power source, which will ensure a reliable contact between the lid and the negative electrode pin, prevent "leakage" of alr~aTkali"~ from the "kiTdenT, f improve_ performance and . extend the lifetime' of the source, while at the same time a simpler construction should be achieved at lower production costs.

Disse hensikter blir oppnådd ved .tilveiebringelsen av en kjemisk strømkilde som omfatter en positiv elektrode og en negativ elektrode som er koaksialt anordnet, i et. hus og adskilt av et; ioneleden.de diafragma, og en tapp på den negative elektrode samt et metallokk som er i kontakt med tappen på den negative elektrode og utstyrt med hull som er dekket' av plastmaterialet, til en pakning med en avtettende kobling, hvilken strømkilde i henhold til oppfinnelsen er utstyrt med minst ett spor på minst'en ende av tappen til den negative elektrode, hvilket spor er beregnet på å oppta materialet, til den avtettende kobling. These purposes are achieved by the provision of a chemical current source comprising a positive electrode and a negative electrode which are coaxially arranged, in a. house and separated by a; the ion element.de diaphragm, and a pin on the negative electrode as well as a metal cover which is in contact with the pin on the negative electrode and equipped with holes which are covered' by the plastic material, to a gasket with a sealing connection, which power source according to the invention is equipped with at least one groove on at least one end of the pin of the negative electrode, which groove is intended to receive the material, of the sealing connection.

Det er fordelaktig at den butte ende av den indre side av koblingen plaseres på kanten til sporet på den negative elektrodes tapp. It is advantageous that the blunt end of the inner side of the connector is placed on the edge of the slot on the negative electrode pin.

Det er også fordelaktig at kantene til metallokket. er valset, ned med en konisk form, med vinkelen ved toppunktet mellom l60 og 175° og pekende inn i strømkilden. It is also advantageous that the edges of the metal lid. is rolled, down with a conical shape, with the angle at the apex between l60 and 175° and pointing into the current source.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse blir videre oppnådd ved en fremgangsmåte for sammensetning av en kjemisk strømkilde hvorved en positiv elektrode og en negativ elektrode blir plasert i kildens hus og adskilt av et. ioneledende diafragma, som etterfølges av anbringelsen av en tapp på den negative elektrode og et. metallokk som er i kontakt med tappen på den negative elektrode, hvilket lokk er utstyrt med hull som dekkes av plastmaterialet til en pakning med en avtettende kobling, hvoretter avtetningen av den kjemiske strømkilde utføres ved sammenpressing av pakningen mellom metallokket og huset og nedvalsing av kantene til huset, hvilken fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en avtettende forbindelse innføres i koblingens hull før koblingen påsettes over den negative elektrodetapp, idet" den avtettende kobling beveges., etterfulgt av innvalsingen av husets kanter, over. den negative elektrodetapp, bort fra metallokket og inn i den kjemiske strøm-kilde. The purpose of the present invention is further achieved by a method for the composition of a chemical current source whereby a positive electrode and a negative electrode are placed in the housing of the source and separated by a. ion-conducting diaphragm, which is followed by the placement of a pin on the negative electrode and a metal cap in contact with the pin of the negative electrode, which cap is provided with holes covered by the plastic material of a gasket with a sealing coupling, after which the sealing of the chemical current source is carried out by compressing the gasket between the metal cap and the housing and rolling down the edges to the housing, which method according to the invention is characterized by the fact that a sealing compound is introduced into the connector's hole before the connector is fitted over the negative electrode pin, while the sealing connector is moved, followed by the rolling of the edges of the housing, over the negative electrode pin, away from the metal cover and into the chemical current source.

Det er fordelaktig at den avtettende kobling beveges over tappen til den negative elektrode bor^tfra metallokket og. inn i den kjemiske strømkilde ved tilføring under press av gass eller væske gjennom hullene i metallokket til pakningen med avtetningskoblingen. It is advantageous that the sealing coupling is moved over the pin of the negative electrode away from the metal cover and. into the chemical power source by the pressurized supply of gas or liquid through the holes in the metal cover of the gasket with the sealing coupling.

Foreliggende oppfinnelse sikrer en pålitelig kontakt mellom tappen til den negative elektrode og'lokket uten sveising eller lodding. Oppfinnelsen utelukker fullstendig lekkasje av alkali fra huset langs den negative elektrodetapp. Samtidig sørger /"oppfinnels~éri"f dr "en~TrTgivnihg av gasselie"Trå ~hus~et"~ når trykket er over det tillatte nivå. The present invention ensures a reliable contact between the pin of the negative electrode and the lid without welding or soldering. The invention precludes complete leakage of alkali from the housing along the negative electrode pin. At the same time, /"inventions~éri"f dr "en~TrTgivnihg of gasselie"Trå ~hus~et"~ ensures when the pressure is above the permitted level.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegnin-gen, som viser: fig. 1 et. snitt av en kjemisk strømkilde ifølge oppfinnelsen, In the following, the invention will be described in more detail with the help of an embodiment shown in the drawing, which shows: fig. 1 one. section of a chemical current source according to the invention,

fig. 2 en alternativ utførelse av den negative elektrodetapp ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 an alternative embodiment of the negative electrode pin according to the invention, and

fig. 3 en annen alternativ utførelse av den negative elektrodetapp ifølge oppfinnelsen. fig. 3 another alternative embodiment of the negative electrode pin according to the invention.

Den kjemiske strømkilde omfatter et' hus 1, hvilket innbefatter en pakning. 2, en positiv elektrode 3 og en negativ elektrode 4 som er adskilt fra den positive elektrode med et ioneledende diafragma 5» I sentrum av den negative elektrode 4 '. er det anordnet en tapp 6. Huset 1 er. dekket av et lokk 7 med hull 8 som er. tildekket av plastmaterialet i en pakning 9 med en avtettende kobling 10. Lokket 7 er i kontakt med tappen- 6 til den negative elektrode 4/ Tappen er utstyrt med et. spor 11 ved hvis kant det er anoÉdnet den butte ende til den indre side av den avtettende kobling 10. The chemical current source comprises a housing 1, which includes a gasket. 2, a positive electrode 3 and a negative electrode 4 which are separated from the positive electrode by an ion-conducting diaphragm 5" in the center of the negative electrode 4'. a pin 6 is arranged. The housing 1 is. covered by a lid 7 with hole 8 which is. covered by the plastic material in a gasket 9 with a sealing connection 10. The lid 7 is in contact with the pin 6 to the negative electrode 4/ The pin is equipped with a. groove 11 at the edge of which the blunt end is attached to the inner side of the sealing coupling 10.

Det kan være anordnet flere spor 12 (fig. 2) ved enden av tappen 6 (f. eks. to). Hvis dette er tilfelle, kan materialet i den avtettende kobling 10 være opptatt i sporene 12, hvorved tappen 6 holdes fast på plass. Several grooves 12 (fig. 2) may be arranged at the end of the pin 6 (e.g. two). If this is the case, the material in the sealing coupling 10 may be caught in the grooves 12, whereby the pin 6 is held firmly in place.

Sporet 12 (fig. 2) kan være skruelinjeformet, menThe groove 12 (Fig. 2) can be helical, but

det kan også være sammensatt av separate deler i form av enkeltspor 13 (fig. 3). it can also be composed of separate parts in the form of single tracks 13 (fig. 3).

Strømkilden ifølge oppfinnelsen fremstilles på følg-ende måte:. I huset 1 (fig. 1) blir det. plasert den positive elektrode 3> pakningen 2,<:>den negative elektrode 4 .og det. ione ledende diafragma. 5 av fortykket elektrolytt. I sentrum av den negative elektrode 4 er det anordnet en tapp 6. En avtettende forbindelse anbringes på de indre kanter til huset. 1. The power source according to the invention is produced in the following way: In house 1 (fig. 1) it will be. placed the positive electrode 3> the gasket 2,<:>the negative electrode 4 .and that. ion conducting diaphragm. 5 of thickened electrolyte. In the center of the negative electrode 4, a pin 6 is arranged. A sealing compound is placed on the inner edges of the housing. 1.

Huset 1 dekkes med lokket 7 som er utstyrt med hull 8 og en pakning 9 som er utformet i ett med den avtettende kobling av et plastmateriale. Når lokket 7 er anbragt, blir enden til tappen ført inn i hullet til koblingen 10, inn i hvilket, det er. innført en avtettende forbindelse. Kanten til lokket 7 er bøyet på- skrå, med vinkelen til toppen mellom l60 og 175° pekende inn mot strømkilden. The housing 1 is covered with the lid 7 which is equipped with a hole 8 and a gasket 9 which is formed in one with the sealing coupling of a plastic material. When the lid 7 is fitted, the end of the pin is introduced into the hole of the coupling 10, into which it is. introduced a sealing compound. The edge of the lid 7 is bent at an angle, with the angle to the top between 160 and 175° pointing towards the power source.

Strømkilden blir så avtettet ved sammentrykning av huset. 1 over delen hvor den butte ende av lokket 7 er -plasert. Lokket 7 holdes på plass av de innvalsede kanter på huset 1. The power source is then sealed by compressing the housing. 1 above the part where the blunt end of the lid 7 is -placed. The lid 7 is held in place by the rolled edges of the housing 1.

Den avtettende kobling 10 beveges over tappen- 6 bort fra lokket inn i strømkilden. Til dette formål blir gass eller væske tilført under trykk gjennom hullene .8 i lokket 7 til pakningen 9 • The sealing coupling 10 is moved over the pin 6 away from the lid into the power source. For this purpose, gas or liquid is supplied under pressure through the holes .8 in the lid 7 to the gasket 9 •

Por å gjøre det unødvendig å orientere tappen 6 i løpet av sammensetningen, kan sporet H være anordnet ved begge pnder. av tacraen 6. In order to make it unnecessary to orient the pin 6 during assembly, the groove H can be provided at both ends. of the tacra 6.

Claims

1. Chemical current source, including a positive electrode and a negative electrode which is. coaxially arranged, in a housing and separated by an ion-conducting diaphragm, et. metal cap which is in contact with the eri pin on the negative electrode and equipped with. hole that is covered, by the plastic material of a gasket with a sealing connection, characterized in that at least one end of the pin (6) on the negative electrode (4). is arranged at least one track (11) which is. intended for taking up the material, to the sealing coupling (10).

2. '. Chemical power source according to claim 1, characterized in that the blunt end to the inner side of the sealing coupling (10) is placed on the edge of the groove (11) on the pin (6) of the negative electrode (4).

3. Chemical power source according to claim 1 and. 2, characterized in that the edge of the metal lid. (7) is bent cone-like,. with the angle at the top between 160 and 175° and pointing towards the chemical current source.

4. '. Method for producing a chemical current source according to claims 1-3" whereby the coaxially arranged positive (3) and negative (4)' are placed in the current source's housing (1). electrodes which are separated by the ion-conducting diaphragm (5)j and the pin (6) of the negative electrode (4), after which it. a metal lid (7) is placed which is in contact with the pin (6) of the negative electrode (4)1., and which is equipped with a hole (8) which is covered by the plastic material of the gasket (9)" to the sealing connection (10), after which the chemical power source is sealed off. compressing the gasket (9) between the metal cover (7) and the housing. (1) and rolling in the edges of the housing (1), characterized in that before the sealing coupling (10) is placed over the pin (6) of the negative electrode (4). the. a sealing connection is introduced into its hole, that the edge of the housing (1) is rolled in and that the sealing coupling (10) is moved over the pin (6). to the negative electrode (4). away from the metal cover (7) on the inside of the chemical power source.

5. Method according to claim 4. characterized in that the sealing coupling (10)' is moved over. pin (6) to it. negative electrode (4). away from the metal cover (7) inside the chemical power source by supplying, under, pressure of gas or liquid through the holes (8) in the metal cover (7) to the gasket (9) with the sealing coupling (10).